Tải bản đầy đủ

Quy trình công nghệ sản xuất bia Công Ty Cổ Phần Bia Sài Gòn

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.
Nguyên liệu và phương pháp kiểm tra chất lượng
1.1. Nguyên liệu
Đại mạch là loại ngũ cốc mà có các loại bông đại mạch đặc trưng
bởi các hạt dài. Nó phân làm 2 loại: Đại mạch 2 hàng và 6 hàng.
Đại mạch 2 hàng to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng. Do đó
hạt đại mạch này có hàm lượng có ích tương đối lớn, đồng thời lượng vỏ
ít nên chứa không nhiều các hợp chất polyphenol và hợp chất đắng. Các
hạt rất đồng đều và có hàm lượng chất hòa tan tương đối cao.

Yêu cầu kỹ thuật của đại mạch
• Yêu cầu về cảm quan :
- Có màu vàng óng như rơm
- Có vị đặc trưng của đại mạch
- Độ cứng: malt phải xốp và khô
- Độ mịn: không được xay mịn, giữ lớp vỏ trấu không bị dập nát để
phục vụ cho quá trình lọc.
- Tạp chất: không được lẫn sạn, rơm rác hay các hợp chất khác
- Hình dáng: hạt không bị mốc, không bị vỡ nát, không bị mọt.
1.2. Phương pháp kiểm tra

Bên trong hạt lúa mạch chứa nhiều thành phần dinh dưỡng. Người ta
phân loại theo một số kích cỡ nhất định để đảm bảo các hạt sử dụng có kích


thước tương đương nhau, thông thường các loại hạt có bề ngoài 2.5mm trở
lên sẽ được chọn sử dụng. Các hạt được chọn phải đồng đều thì giai đoạn nảy
mầm mới đều.
Trong giai đoạn nảy mầm diễn ra nhiều sự biến đổi.Trong lúa mạch đang
nảy mầm chứa nhiều enzim cực kỳ quan trọng trong quá trình nấu. Ở giai
đoạn nấu người ta dừng giai đoạn nảy mầm vì nó ảnh hưởng đến hoạt động
của enzim.Sau đó sử dụng nhiệt độ 80 0c để sấy khô malt khống chế sự sinh
sôi của vi khuẩn và bảo quản được lâu hơn.
Phần rễ của malt là nguyên nhân tạo ra mùi vị hỗn tạp. Do đó, sau khi
làm khô thì loại bỏ phần rễ người ta cho malt vào xilo để ủ trong khoảng 1
tháng.
Trước khi cho vào lò nấu, malt sẽ được xay nhỏ, việc này giúp nâng cao
hiệu quả chuyển hóa tinh bột thành đường. Tuy nhiên nếu xay quá nhỏ thì
công đoạn lọc sau đó sẽ diễn ra rất chậm.
II. HOA HOUBLON
2.1 Vai trò
Là nguyên liệu cơ bản của công nghệ sản xuất bia.
Nó có tác dụng: làm cho bia có vị đắng, vị thơm rất đặc trưng, làm tăng khả
năng tạo bọt và giữ bọt, làm tăng độ bền và độ ổn định thành phần sinh học
của sản phẩm.
Có 3 loại: màu vàng, màu xanh lục, màu xanh vàng
Trong sản xuất bia sử dụng hoa houblon ở dạng:
- Hoa houblon nguyên cánh trong sản xuất bia có ưu điểm là bảo quản
được chất lượng tốt nhất.
- Dạng hoa cánh khô: hoa được sấy độ ẩm( W ˂ 13%), sau đó được
ép chặt thành bánh bọc kín trong các loại giấy đặc biệt mà không khí không
thể thấm thấu qua được.
- Dạng hoa houblon hạt, viên để sử dụng thuận tiện ít tốn kém trong
thời gian bảo quản và vận chuyển, người ta nghiền nát cánh hoa khô thành
dạng bột. Sau đó cho qua máy ép viên định hình để thu gọn và được bọc trong
giấy đặc biệt.Gía trị chất lượng được tính theo α- acid đắng của hoa cánh và
hoa viên như nhau. Song hoa viên có hiệu quả sử dụng cao hơn nên tiết kiệm
hơn.
Hiện nay nhà máy hoa houblon dưới 2 dạng:
- Dạng cao hoa trích ly : Trích ly chất đắng trong hoa houblon bằng
các dung môi hữu cơ như hecxan, methanol, … sau đó tách dung môi sẽ thu

được dung dịch cao hoa sệt có màu xanh lá cây đậm. Bằng cách trích ly như


vậy sẽ tách được riêng chất đắng trong hoa ở dạng đậm đặc, chất đắng được
bảo toàn tốt hơn, đồng thời việc sử dụng chế phẩm này khi nấu với dịch
đường sẽ thuận tiện và hiệu quả hơn nhiều.
- Dạng hoa viên : Là dạng bảo quản rất tiện lợi và được sản xuất từ
hoa khô, hoa khô được xay nhỏ và viên thành dạng viên.
2.2. Thành phần hoá học
- Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau,
nhưng các chất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon,
các tanin và tinh dầu. Ngoài ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như:
protein, mỡ, sáp, các tạp chất phi protein.
- Nhựa hoa là thành phần chính, bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm:
nhựa mềm gồm có α -nhựa mềm và β -nhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các
dạng axit đắng là α,β,γ,δ- axit đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do α- axit
đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của β- axit đắng tạo nên vị đắng hài hoà dễ
chịu.
- Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong
nước, dễ bị oxi hoá nên nó bảo vệ nhựa hoa houblon.
- Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các
hyđratcacbon và nhiều hợp chất chứa oxi dạng tecpen. Tinh dầu hoa houblon
không hoà tan trong nước nhưng dễ bay theo hơi nước. Trong quá trình sản
xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi, chỉ tồn tại khoảng 2% để tạo
hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ dần mất đi do bay
hơi và bị oxi hoá. Do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản phẩm
chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng bia.
III. NƯỚC
1. Mục đích
Nước là nguyên liệu quan trọng để sản xuất các loại bia, nước trong bia
chiếm khoảng 80÷90% trọng lượng bia thành phẩm. Nước ảnh hưởng lớn đến
quy trình công nghệ và chất lượng bia thành phẩm.
Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ như (ngâm đại mạch,
nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết ró), tạo nên sản phẩm
cuối cùng. Ngoài ra nước còn được dùng để làm lạnh, vệ sinh thiết bị ….
Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến
quá trình sản xuất, tính chất, mùi vị, chất lượng bia thành phẩm.
• Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt
Yêu cầu quan trọng nhất là nước không được chứa nhiều tạp chất và vi sinh
vật.


• Nước dùng để nấu bia
Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hoà tan chất đắng, chất chát trong
vỏ malt (nhất là Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu.
Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ
malt làm cản trở hoạt động của hệ enzyme trong malt.
• Nước để rửa nấm men và thiết bị
Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất
hữu cơ, và đặc biệt không chứa vi sinh vật.
Nước rửa thiết bị phải có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không
chứa muối NH3 và muối Nitrit.
Nước phi công nghệ không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản
phẩm nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất
lượng của sản phẩm cuối cùng. Nước này sử dụng với nhiều mục đích khác
nhau như: nước nồi hơi, nước vệ sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng, nước
thanh trùng. Mỗi mục đích đòi hỏi chất lượng riêng, nước được xử lý theo yêu
cầu sử dụng.

2. Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia
Bảng 2.2. Yêu cầu của nước
Tên chỉ tiêu
Tiêu chuẩn
Mùi
Không
Độ PH
6,5 ÷ 7,5
Độ đục
≤ 20% nephew
Độ cứng tổng
≤ 2,0 oF
Độ kiềm tổng
≤ 2,0 oF
Hàm lượng muối (quy về NaCl)
≤ 20 mg/l
Hàm lượng sắt
≤ 0,00÷0,02
Hàm lượng chlor tự do
≤ 0,05 mg/l
Hàm lượng Nitrit
0,0 mg/l
Hàm lượng Nitrat
≤ 25 mg/l
Chloroform
≤ 1,0 ppm
Total trihalomethanes
≤ 1,0 ppm
Trichloroethane
≤ 0,1 ppm
Trichloroethylene
≤ 0,1 ppm
Tetrachloroethylene
≤ 0,1 ppm
Nấm men, nấm mốc, tạp trùng
≤ 10 khuẩn lạc/ml
Tổng số vi khuẩn hiếu khí
≤ 100 khuẩn lạc/ml
Coliform và E.coli
0 khuẩn lạc/ml


Nước dùng sản xuất bia phải đáp ứng các yêu cầu trên nếu nước không
đạt yêu cầu phải qua xử lí trước khi đưa vào sản xuất. Thông thường xử lí
bằng lắng, lọc, khử mùi, trao đổi ion… Hiện nay nhà máy đang sử dụng
phương pháp trao đổi ion, là một phương pháp hiện đại đang được ứng dụng
rộng rãi trên thế giới
3. Quá trình xử lí nước
Nước được lấy từ bể nước thành phố về bể nước nhà máy và được đưa
đi xử lí trước khi nấu. Đầu tiên nước được bơm vào bình than hoạt tính để
khử màu và mùi của nước. Tiếp theo nước được lần lượt đưa qua bình cation
để trao đổi các ion dương và bình anion để trao đổi các ion âm của nước
nhằm loại bỏ các ion không có lợi cho quá trình sản xuất cũng như chất lượng
bia thành phẩm.
IV. NẤM MEN
Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong
thiên nhiên. Nhiều loài nấm men có khả năng lên men rượu. Từ lâu người ta
đã biết sử dụng nấm men để sản xuất rượu, bia. Nấm men sinh sôi nhanh, tế
bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein
chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào, nên nhiều loại nấm men còn được
sử dụng để sản xuất protein.
Tuy nhiên, cũng có nhiều loại nấm men có hại, gây bệnh cho người và gia
súc, làm hư hỏng lương thực, thực phẩm.
Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống
Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi
trường nước mạch nha như các loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ (các
acid amin, peptit), vitamin và các nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào. Sau
đó, hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để
chuyển hoá các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển

lên
men
của
nấm
men
được
tiến
hành.
Đặc tính hình thái
Có 2 loại nấm men:
Nấm men chìm: Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ
hoặc
cặp
đôi.
Hình
dạng
chủ
yếu

hình
cầu.
Nấm men nổi: Tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lại
với nhau tạo thành như chuỗi các tế bào nấm men còn hình dạng chủ yếu hình


cầu

hoặc

ovan

với

kích

thước

7



10

µm.

Đặc tính sinh lý
Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên men
các loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza. Trong nấm men chìm có enzym có
thể sử dụng hoàn toàn đường raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng
được 1/3 đường saccarose.
Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi
lên men và khả năng hình thành bào tử. Quá trình trao đổi chất của nấm men
chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra
mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều
hơn nấm men chìm.
Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn nấm men nổi. Khả năng
tạo bào tử của nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi.

Sự khác nhau về công nghệ lên men
Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên
men. Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính,
trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men
chính.
Nấm men chìm có thể lên men 4 – 12 0C, nấm men nổi là 14 – 25 0C. Hầu hết
các chủng nấm men đều nhạy cảm với môi trường có nồng độ axit cao, do đó,
trong quá trình tiến hoá, tự bản thân chúng đã hình thành một cơ chế “giải
độc axit” bằng cách chuyển hoá axit pyruvic thành rượu etylic và CO2, rồi sau
đó cả hai chất này đều được bài tiết ra khỏi tế bào nấm men. Bằng cách này,
nấm men có thể liên tục phát triển và chuyển hoá đường, phản ứng tạo thành
rượu etylic.
Hiện nay, Nhà máy bia đang sử dụng nấm men chìm Saccharomyces
carlsbergensis giống được cung cấp bởi công ty mẹ SABECO và thông
thường giống được đưa về là đời thứ 4(từ RH4 đến RH8).
Bảng 2.3. Các tiêu chuẩn của nấm men


STT Tên yêu cầu
Tiêu chuẩn
1
Tổng số tế bào chết (%)
<10
2
Tổng số tế bào nấm men sau một giờ đầy tank (* 20 - 30
106 tb/ml)
3
Nhiệt độ tank chứa men (0 C)
5
4
Tổng số vi khuẩn yếm khí
0

CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Xay nghiền
Mục đích:chuẩn bị
Giảm kích thước nguyên liệu chuẩn bị cho quá trình nấu dịch nha
nhằm phá vỡ cấu trúc hạt, tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xâm nhập
của nó vào các thành phần nội nhũ nhanh hơn và thúc đẩy quá trình sinh lý,
hóa lý xảy ra trong nguyên liệu nấu nhằm thu nhận chất chiết trong quá trình
nấu đạt hiệu quả cao, dịch đường có chất lượng tốt nhất từ nguyên liệu ban
đầu.
Vỏ trấu: vì trong malt có nhiều tannin nên tránh làm nát vỏ để hạn chế
lượng tannin được trích ly vào trong dịch làm bia có vị đắng rất khó chịu. Mặt
khác, mục đích giữ vỏ malt nguyên vẹn là để sử dụng như chất trợ lọc cho
quá trình lọc dịch đường, giúp quá trình lọc dể dàng hơn, kết quả tốt hơn. Do
đó chỉ nên nghiền dập hay bẹp, không nên nghiền mịn.
Trong nội nhũ malt: chứa chủ yếu là tinh bột, dextrin, đường, protein,
các sản phẩm thủy phân của protein… và nhiều hợp chất khác. Các hợp phần
này của nội nhũ là nguồn chính cung cấp chất hòa tan cho dịch đường. Nếu
nghiền càng mịn càng dễ trích ly nhưng quá trình lọc lại khó khăn và lúc rữa
bã không thể chiết hết các thành phần dinh dưỡng trong đó. Tốc độ lọc, chất
lượng của quá trình lọc phụ thuộc vào thể tích của lớp lọc, mà đại lượng này
lại phụ thuộc vào mức độ nghiền của malt.
Các biến đổi nguyên liệu:
Trong quá trình này diễn ra sự biến đổi vật lý như kích thước hạt
nguyên liệu giảm, nhiệt độ của hạt tăng do ma sát.
Nguyên tắc chung cho quá trình này là: bảo đảm yêu cầu thu nhận
được nhiều chất tan nhất nhưng thể tích bột nghiền và bã malt đạt giá trị cao
nhất trong điều kiện có thể đạt được.


2. Nấu dịch nha
Mục đích: khai thác
Nguyên liệu sau khi nghiền nhỏ sẽ được hòa trộn với nước trong thiết bị
đường hóa. Trong môi trường giàu nước các hợp chất thấp phân tử có sẵn
trong nguyên liệu sẽ hòa tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường
sau này. Các hợp chất cao phân tử như tinh bột, protein, các hợp chất chứa
phospho…sẽ bị tác dụng của các enzyme có sẵn trong malt tương ứng là
amylaza, proteaza, phosphoraza…khi nhiệt độ của khối dịch được nâng lên
các điểm thích hợp cho các enzyme này hoạt động.
Dưới sự xúc tác của hệ enzyme thủy phân, các hợp chất cao phân tử sẽ bị
phân cắt thành những sản phẩm thấp phân tử hòa tan vào nước để nấm men sử
dụng cho quá trình lên men tiếp theo. Ngược lại, trong dịch chiết cần phải
càng ít chất không mong muốn, như tannin, càng tốt.
Các chất hòa tan: đường, dextrin, acid vô cơ và một số protein.
Các chất không hòa tan: tinh bột, xenluloza, một số protein cao phân tử
và các hợp chất khác.
Sự biến đổi nguyên liệu
Sự trích ly: các cấu tử có phân tử lượng thấp vào nước.
Đạm hóa: quá trình dùng enzym proteaza phân hủy các protein thành
các sản phầm phân tử lượng thấp như axit amin (exopeptidaza), peptit,… là
nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men; các sản phẩm có phân tử
lượng trung bình như albumin, pepton, polypepetit (endopeptidaza) tạo thành
vị, tạo bọt cho bia và giữ bọt. Nhiệt độ 50-52 0C xảy ra giai đoạn thủy phân
quan trọng. Mặc dù sản phẩm của nó nhỏ nhưng nó tham gia trực tiếp vào sự
hình thành chất lượng và là nguồn thức ăn chính cho nấm men, tạo vị, tạo bọt,
giữ bọt, gây đục… Trong quá trình này, dưới tác dụng của enzyme proteaza
có sẵn trong malt, protein bị thủy phân thành axit amin, các peptone, peptid là
những thành phần cần thiết cho lên men bia sau này. Nhiệt độ tối ưu ở giai
đoạn này cho men proteaza hoạt động là 48-52oC.
Sự thủy phân tinh bột
α-amylaza tác động mạnh lên amylose và amylopectin của tinh bột và
bẽ gãy mối liên kết α-1,4-glucozit, α-1,6-glucozit của amylopectin không bị
phá hủy, sản phẩm cuối cùng của quá trình này chủ yếu là dextrin, một lượng
glucose và maltose.
β-amylaza cắt liên kết α-1,4-glucozit và giải phóng từng đôi glucose, βamylaza sẽ tác dụng cho tới những chỗ bắt đầu rẽ nhánh của phân tử
amylopectin (liên kết α-1,6-glucozit) thì dừng lại để tạo thành maltose.


Bên cạnh đó hai enzyme α-amylaza và β-amylaza có thể cùng tác động
trên toàn mạch amylose và mạch nhánh của amylopectin để tạo thành
maltose.
Amylophosphoraza tham gia vào quá trình thủy phân tinh bột với chức
năng làm cho quá trình hồ hóa dễ hơn. Nó cắt phân tử axit phosphoric ra khỏi
mạch amylopectin.
Thủy phân hemicellulose: ở giai đoạn ươm mầm, thành tế bào của nội
nhủ đã cơ bản bị biến dạng. Dến giai đoạn đường hóa thì chúng mới thực sự
bị phá hủy. Sự thủy phân hemicellulose mang hai ý nghĩa: thứ nhất là cung
cấp bổ sung chất hòa tan cho dịch đường, thứ hai là phá bỏ hàng rào chắn, tạo
điều kiện cho các enzyme còn lại hoạt động mà không bị vướng các chướng
ngại vật.
Tham gia thủy phân hemicellulose là nhóm enzyme sitaza. Nhiệt độ tối
ưu của chúng là 45oC, pH là 5.
Thành tế bào nội nhủ của đại mạch chứa một mạng lưới các protein,
cellulose, hemicellulose vững chắc, các chất này liên kết với nhau nhờ
β-glucan. β-glucan có phân tử lượng cao, có xu hướng tạo gel và làm tăng độ
nhớt của dịch đường và bia, gây cản trở cho quá trình lọc, do đó trong quá
trình sản xuất cần phải loại được càng nhiều β-glucan càng tốt. β-glucan có
thề được thủy phân nhờ enzyme endo-β-glucan, đây là loại enzyme có sẵn
trong malt, vì vậy trong khâu chọn nguyên liệu nên lựa chọn nguyên liệu có
chất lượng, chứa nhiều endo-β-glucan. Trong suốt giai đoạn hồ hóa, cấu trúc
của các hạt tinh bột bị phá vỡ và các sợi mixen bao bọc protein được nới rộng
ra nên các protein được giải phóng dần. Endo-β-glucan chỉ có thể phân cắt
phần β-glucan của các mixen này. Nhiệt độ thích hợp là 45-50 oC, ở 70oC
enzyme này bị vô hoạt, lúc này enzyme β-glucan solubilaza hoạt động và giải
phóng các β-glucan cao phân tử và protein từ phần hạt chuyển hóa kém và
không thủy phân xa hơn nữa.
Thủy phân Fitin: trong các hợp chất hữu cơ chứa phospho thì fitin là
cấu tử chiếm nhiều nhất về khối lượng và có ý nghĩa hơn cả trong công nghệ
sản xuất bia. Cũng giống như các chất khác, ở giai đoạn ươm mầm, fitin đã bị
thủy phân cục bộ nhưng với tốc độ nhỏ. Đến giai đoạn đường hóa, quá trình
này mới xảy ra với tốc độ tối đa dưới xúc tác của enzyme fitaza. Chức năng
của fitaza là xúc tác phân cắt axit phosphoric khỏi phân tử amylopectin. Nhiệt
độ tối ưu của enzyme này là 45-50oC, còn pH là 5,2-5,3.
Sự thủy phân fitin và những hợp chất hữu cơ khác chứa phospho và
kèm theo đó là sự giải phóng axit phosphoric đã làm cho độ chua định phân
và tính đệm của dịch cháo tăng lên. Điều này rất có ý nghĩa trong công nghệ
sản xuất dịch đường, vì sự tăng độ chua của dịch cháo luôn kèm theo sự tăng
hiệu suất đường hóa và nhiều ảnh hưởng dương tính đến dịch đường thu
được.
Sự biến đổi keo tụ và kết lắng protein


Sự biến tính và kết lắng là những thuộc tính của protein khi chúng bị
tác động bởi những yếu tố ngoại cảnh. Ở điều kiện đường hóa thì yếu tố ngoại
cảnh chính là nhiệt độ cao của môi trường. Đây là những quá trình có lợi cho
công nghệ sản xuất bia vì khi protein đã bị biến tính và kết lắng thì chúng sẽ
được loại ra khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia, giảm khả năng
gây đục bia. Sự kết tủa này phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ gia nhiệt và pH.
Sự tạo thành melanoid
Phản ứng tạo melanoid hay còn gọi là phản ứng ozamin là phản ứng có
vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất thực phẩm nói chung, và trong
công nghệ sản xuất bia nói riêng. Quá trình tạo melanoid đã xảy ra một cách
mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt, nhờ đó mà đã tạo ra một bước ngoặt quan
trọng về tính chất cảm quan của bán thành phẩm. Đến giai đoạn đường hóa, ở
nhiệt độ cao, đường kết hợp với axit amin tạo thành melanoid. Sự tạo thành
melanoid cùng với phản ứng caramen tạo ra mùi thơm đặc trưng, tạo vị và
khả năng tạo bọt cho bia, làm tăng độ màu cho bia.
Phản ứng tạo melanoid chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, quan trọng
nhất là:
- Ảnh hưởng của axit amin và đường.
- Ảnh hưởng của nước.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường. Ở nhiệt độ 0 oC và
dưới đó phản ứng không xảy ra. Ở nhiệt độ khác nhau thì melanoid tạo thành
có thành phần và mùi vị khác nhau, ở 95-100oC thì melanoid có mùi vị hài
hòa nhất và trên 190oC thì cho vị đắng khó chịu.
Hòa tan các thành phần chất của malt
Trong vỏ malt chứa khá nhiều hợp chất polyphenol, chất chát và chất
đắng. Trong quá trình đường hóa, do tiến hành ở nhiệt độ cao nên một số khá
lớn sẽ hòa tan vào nước. Sự hòa tan các hợp chất này vào dịch đường là một
dấu hiệu bất lợi vì chúng sẽ tạo cho bia có vị lạ khó chịu. Sự oxy hóa các hợp
chất này là nguyên nhân làm tăng cường độ màu của dịch đường. Quá trình
hòa tan polyphenol, chất chát và chất đắng phụ thuộc vào nhiệt độ pH của
môi trường và thời gian đun nấu. Nhiệt độ càng cao, pH càng cao và thời gian
đun nấu càng dài thì lượng hòa tan càng lớn. Hiện tượng này càng nguy hiểm
khi ta sử dụng nước có độ cứng cacbonat cao để đường hóa nguyên liệu. Biện
pháp hữu hiệu nhất để hạn chế sự hòa tan của các hợp chất nói trên là phải sử
dụng nước mềm để đường hóa nguyên liệu. Trong thời gian đường hóa, tất cả
các hợp phần của nội nhủ đều được hòa tan vào dịch đường. Những hợp phần
đó là :
- Tất cả các hợp chất thấp phân tử đã có trong malt như đường,
dextrin, axit amin, các sản phẩm thủy phân protein, các chất khoáng…
- Tất cả các hợp chất thấp phân tử hình thành trong thời gian
đường hóa như đường, dextrin, các sản phẩm thủy phân protein, các sản phẩm
thủy phân hemicellulose, thủy phân chất béo, thủy phân các hợp chất chứa


phospho…, tất cả những hợp chất này hòa tan vào nước và tạo thành chất
chiết của dịch đường.
Phản ứng giữa muối của nước và phosphat của cháo malt
Khi bắt đầu hòa bột malt vào nước, phản ứng đã bắt đầu xảy ra. Các
muối bicacbonat và cacbonat sẽ biến đổi kali phosphat bậc nhất thành bậc hai,
đồng thời với nó là sự hình thành phosphat bậc hai của canxi và magie, và
thỉnh thoảng lại tạo ra canxi phosphat bậc ba. Những phản ứng này sẽ làm
giảm độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo.
Tiến hành quá trình theo phương pháp đun sôi 3 lần
Khoảng 1/3 lượng nước cần thiết, ở nhiệt độ 38-40 oC được bơm vào
nồi phối trộn. Cho cánh khuấy làm việc và từ từ đổ bột malt vào. Trong thời
gian đổ bột malt, lượng nước còn lại cũng được bơm nốt vào nồi phối trộn.
Sau khi lượng bột malt đã được trộn đều, nhiệt độ chung của dịch bột khoảng
35-37oC. Cho cánh khuấy làm việc liên tục trong 5 phút, sau đó dừng 10 phút
để pha rắn của dịch bột lắng xuống đáy của thiết bị phối trộn.
Bơm 1/3 dịch đặc từ thiết bị phối trộn sang thiết bị đường hóa. Phần
này bao gồm chủ yếu các cấu tử pha rắn, và được gọi là đun sôi lần 1. Cho
cánh khuấy nồi đường hóa hoạt động liên tục và từ từ nâng nhiệt độ lên
50-52oC. Duy trì nhiệt độ này trong 5-10 phút, đây là quá trình đạm hóa. Ở
nhiệt độ 48-52oC, sản phẩm của quá trình đạm hóa chủ yếu là các hợp chất
thấp phân tử như peptit hoặc axit amin. Nếu có nhu cầu tạo ra nhiều sản phẩm
trung gian như albumoza và pepton thì quá trình đạm hóa nên thực hiện ở
nhiệt độ 56-60oC. Sau thời gian dừng cần thiết của quá trình đạm hóa, nhiệt
độ của khối cháo tiếp tục được nâng lên 60-65oC, và được giữ trong 5-10 phút
để enzyme β-amylaza hoạt động tạo nhiều đường maltose. Sau đó khối cháo
tiếp tục được nâng lên 70-75oC, dừng ở nhiệt độ này 10-15 phút. Tại đây tinh
bột hòa tan sẽđược đường hóa, enzyme α-amylaza hoạt động. Sau khi duy trì
ở nhiệt độ 70-75oC trong thời gian cần thiết, nhiệt độ của khối cháo tăng
nhanh lên đến điểm sôi và cho sôi mạnh trong 20 phút. Ở nhiệt độ này, toàn
bộ lượng tinh bột sẽ được hồ hóa, nghĩa là cấu trúc của hạt tinh bột bị phá vỡ.
Thời gian cần thiết cho đun sôi lần thứ nhất là 120 phút.
Sau thời gian sôi cần thiết để bột chín, khối cháo sẽ được bơm quay về
nồi phối trộn. Lưu lượng của bơm khống chế ở mức vừa phải để tránh sự tăng
đột ngột nhiệt độ ở điểm rơi của cháo sôi, sẽ không làm mất hoạt lực của
enzyme trong nồi phối trộn. Trong thời gian bơm dịch cháo quay lại nồi phối
trộn, cánh khuấy ở nồi phối trộn phải làm việc liên tục và quay ở tốc độ cao
nhất. Ta cần nhớ ở lần đun sôi thứ nhất, lượng enzyme chứa không nhiều vì
chúng đã hòa tan vào nước và được giữ lại ở nồi phối trộn.
Khi hòa trộn với khối cháo chung, nhiệt độ của toàn khối cháo sẽ tăng
lên 50-52oC. Cánh khuấy ngừng làm việc, để yên 15- 20 phút để phần bã malt
kết lắng.
Bơm 1/3 dịch đặc từ nồi phối trộn sang thiết bị đường hóa. Phần này
được gọi là đun sôi lần 2. Cho cánh khuấy nồi đường hóa hoạt động liên tục


và từ từ nâng nhiệt độ lên 60-65 oC, và được giữ trong 5-10 phút để enzyme
β-amylaza hoạt động tạo nhiều đường maltose. Sau đó khối cháo tiếp tục
được nâng lên 70-75oC, dừng ở nhiệt độ này trong 10-15 phút. Tại đây tinh
bột hòa tan sẽ được đường hóa, enzyme α-amylaza hoạt động. Sau khi duy trì
ở nhiệt độ 70-75oC trong thời gian cần thiết, nhiệt độ của khối cháo được tăng
nhanh lên đến điểm sôi và cho sôi mạnh trong 20 phút. Thời gian cần thiết
cho đun sôi lần hai là 90 phút.
Khi hòa trộn với khối cháo chung, nhiệt độ của toàn khối cháo sẽ tăng
lên 60-65oC. Cánh khuấy ngừng làm việc, để yên 15-20 phút để phần bã malt
kết lắng.
Lần đun sôi thứ ba cũng làm theo phương thức trên : Bơm 1/3 dịch đặc
từ thiết bị phối trộn sang thiết bị đường hóa. Cho cánh khuấy nồi đường hóa
hoạt động liên tục và từ từ nâng nhiệt độ lên 70-75 oC, dừng ở nhiệt độ này
trong 10-15 phút.Sau khi duy trì ở nhiệt độ 70-75 oC trong thời gian cần thiết,
nhiệt độ của khối cháo được tăng nhanh lên đến điểm sôi và cho sôi mạnh
trong 20 phút. Thời gian cần thiết cho lần đun sôi thứ ba là 60 phút.
Bơm quay về nồi phối trộn. Nhiệt độ khối cháo ở nồi phối trộn đang từ
o
60-65 C sẽ tăng vọt lên 70-75oC. Cho cánh khuấy làm việc liên tục và duy trì
nhiệt độ này cho đến khi đường hóa hoàn toàn (không làm thay đổi màu dung
dịch iod).
Thiết bị
Nồi được chế tạo bằng thép không gỉ, gồm 2 vỏ, thân hình trụ được bảo
ôn bằng lớp vật liệu cách nhiệt. Nồi được trang bị hệ thống cấp hơi để gia
nhiệt, hơi gia nhiệt được cấp vào giữa hai lớp vỏ của nồi, áp suất hơi giữa hai
lớp vỏ của nồi khoảng 2,5-3 kg/cm 2. Gần đáy nồi có hai cánh khuấy có tác
dụng đảo trộn dung dịch, phía dưới có hộp giảm tốc để điều khiển tốc độ cánh
khuấy. Phần trên hình nón có ống thoát hơi, đèn chiếu sáng, cửa quan sát.
Khi nấu đồng thời xảy ra hai quá trình : quá trình khuấy trộn dung dịch
và quá trình truyền nhiệt.
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Cường độ của các quá trình enzyme khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào
khối lượng của enzyme hoạt tính và điều kiện xảy ra phản ứng. Bằng cách
điều khiển khối lượng của chúng, ta có thể tạo ra ưu thế cho sự hoạt động của
các enzyme này hay các enzyme khác. Cũng bằng cách như vậy ta có thể tạo
ra sự thủy phân đền cùng hay thủy phân cục bộ của các chất riêng biệt. Qua
đó có thể điều chỉnh được tương quan tỷ lệ giữa các pha sản phẩm tạo thành.
Vì hợp phần của chất chiết có những tính chất khác nhau cho nên khi chúng
có sự thay đổi về tương quan khối lượng thì sẽ dẫn đến sự thay đổi tính chất
của dịch đường – nhân tố quyết định để sản xuất loại bia này hay loại bia
khác.
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đường hóa đến hàm lượng đường và
dextrin
Mỗi một enzyme đều có nhiệt độ hoặc vùng nhiệt độ tối ưu riêng của
mình. Nhiệt do thủy phân là yếu tố quyết định cường độ và chiều hướng của


quá trình enzyme. Điều chỉnh nhiệt độ để điều hòa phản ứng là giải pháp hữu
hiệu nhất để định hướng tiến trình enzyme. Để điều chỉnh tỷ lệ các thành phần
của dịch đường phải điều chỉnh nhiệt độ của dịch cháo sao cho phù hợp với
nhiệt độ tối ưu của từng enzyme và phải duy trì nhiệt độ đó một thời gian thì
các hợp chất mới được phân cắt một cách triệt để. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt
động của α-amylaza ở những điều kiện bình thường khác trong quá trình
đường hóa là 70-75oC, của β-amylaza là 60-63oC, còn amylophospharaza là
70oC. Đường hóa ở 60-63oC là tạo ưu thế cho sự hình thành maltose còn ở 7075oC là ưu thế của dextrin.
Qua số liệu cho ở bảng trên ta thấy rằng vùng nhiệt độ tối ưu cho các
enzyme trong nhóm amylaza là 65-70oC. Tuy nhiên vùng nhiệt độ này còn
phụ thuộc vào pH của môi trường.
Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất đường hóa

3. Lọc bã malt, đun hoa, lắng cặn,rữa bã
• Qúa trình lọc dịch đường
Dịch đường qua quá trình lọc gồm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Lọc dịch đầu – tách dịch ra khỏi bã
- Giai đoạn 2: Rửa bã- nhằm thu hồi những chất hào tan còn lại trong
bã. Đặc biệt là đường.
Giai đoạn lọc dịch đầu thu được dịch đường cốt có độ đường là 16 0P, thời
gian lọc đường cốt khoảng 1÷1h30. Chiếm gần 50% tổng thời gian lọc.
Giai đoạn rửa bã được thực hiện bằng nước nóng 76 0C và thường xuyên
duy trì nước rửa bã ở nhiệt độ này. Nếu nhiệt độ thấp hơn sẽ làm độ nhớt cao,
khó khăn cho quá trình lọc. Nếu nhiệt độ cao hơn có khả năng dẫn đến hiện
tượng hồ hoá trở lại. Do đó enzyme α- amylase bị vô hoạt ở nhiệt độ ˃ 78 0C,
nên phần tinh bột sót lại sẽ không chuyển hoá được dẫn đến hiện tượng hồ
hoá trở lại làm cho bia bị đục. Sau khi rửa bã đường sót lại ≤ 1% ( khoảng
0.3÷0.5%) thì dùng rửa.
Cuối giai đoạn rửa bã, có một lượng các chất không mong muốn
(polyphenol, các hợp chất đắng từ vỏ trấu,…) hoà tan vào dịch đường. Vì vậy,
nên hạn chế thời gian rửa bã, nếu rửa bã quá lâu sẽ làm giảm chất lượng bia.
Bã sau khi rửa thu hồi đường được đưa qua xilo chứa, và vít tải đẩy ra ngoài.
Sau khi hoà trộn thì độ đường của dịch trước đun sôi là 12.5 0P, và được
đưa đến nồi đun sôi.
• Qúa trình houblon hoá
Qúa trình đun sôi dịch đường với hoa houblon nhằm ổn định thành phần
và tạo cho bia có mùi thơm, vị đắng đặc trưng.


Dịch đường sau khi lọc thường bị đục và chứa một số chất keo không ổn
định do vi sinh vật hay enzyme còn sót. Nhờ quá trình đun sôi này mà loại trừ
được các yếu tố bất lợi trên.
Ngoài ra, nồng độ đường trong dịch đường sau khi hoà trộn sẽ thấp hơn
nồng độ yêu cầu để sản xuất. Nhờ quá trình này, một phần nước sẽ bay đi,
như vậy sẽ làm tăng nồng độ đường lên, điều chỉnh theo đúng yêu cầu.
Mặt khác, quá trình đun sôi còn loại bỏ được nhiều Dimethylsulphide
( DMS). Để bia thành phẩm có được hương vị đặc trưng thì cẩn phải có sự lựa
chọn về: lượng houblon, dạng houblon sử dụng và phương án bổ sung thích
hợp.
Qúa trình đun sôi được bổ sung 2 lần, kéo dài 70÷80 phút.
Lần đầu bổ sung dạng hops cao, kết hợp với caramen. Đun sôi trong
khoảng 50 phút- nhằm tạo vị đắng, và tăng màu đặc trưng cho bia.
Lần sau bổ sung dạng hops viên, kết hợp bổ sung acid lactic và kẽm
clorua ( ZnCl2). Đun sôi trong 20 phút- nhằm tạo mùi hương đặc trưng cho
bia, tạo pH cho men hoạt động, và môi trường để tăng sinh khối nấm men.
Kết thúc quá trình đun sôi, độ đường của dịch khoảng 12,5 0P, dịch nha
được đưa vào nồi nắng xoáy.
• Lắng trong
Trong dịch đường sau khi đun sôi với cao hoa houblon có chứa các cặn ở
dạng huyền phù. Do đó, tiến hành lắng xoáy nhằm loại bỏ các chất cặn:
Cặn nóng: chiếm chủ yếu sau quá trình nấu, như: protein, tannin,
khoáng,…Nếu một lượng cặn nóng tham gia vào quá trình lên men sẽ làm
quá trình lên men diễn ra bất thường, nấm men sẽ kết tủa cùng với cặn. Bia sẽ
trở nên khó lọc. Vì vậy việc tách hoàn toàn cặn nóng là rất quan trọng.
Cặn mịn: ( cặn kết tủa lạnh) – khi nhiệt độ bắt đầu giảm ˂ 60 0C thì loại
cặn này bắt đầu xuất hiện, kích thước rất nhỏ khoảng 0.5 µm gồm: protein,
tannin, các chất khác.
Công đoạn lắng xoáy diễn ra trong khoảng 20 phút, nhiệt độ luôn ở
80÷850C.

5. Làm lạnh nhanh
Dịch đường sau khi tách cặn sẽ được hạ nhiệt nhanh bằng cách qua 2
thiết bị làm lạnh nhanh kiểu bản mỏng. Ban đầu dịch được hạ nhanh xuống 14
÷ 15oC với tác nhân làm lạnh là nước lạnh 2 oC. Rồi tiếp tục qua thiết bị làm
lạnh thứ hai để hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ lên men là 6÷8oC với tác nhân
làm lạnh là glycol (-5÷ -3oC).
6. Bổ sung oxy


Ngay sau khi dịch đường được làm lạnh xuống đến nhiệt độ lên men thì
được bổ sung thêm O2 với lượng 6- 8 mg/l nhằm tạo điều kiện cho nấm men
phát triển và tăng sinh khối nấm men trong quá trình lên men. Đồng thời có
bổ sung thêm Maturex một dạng chế phẩm của enzyme α- Acetolactate
decarboxylaza để rút ngắn chu kỳ lên men và giảm hàm lượng diaxetyl. Dịch
này tiếp tục được bơm sang tank lên men cùng với nấm men (dạng men sữa
hoặc men sữa tái sử dụng từ mẻ lên men trước).
7. Lên men
• Cơ sở khoa học của quá trình lên men
Trong quá trình lên men chính, dịch đường houblon hoá. Đường và dextrin
bậc thấp nhờ nấm men chuyển hoá thành rượu etylic và CO 2. Một số chất bị
biến đổi, một số khác trở thành hợp chất không hoà tan và bị loại ra ngoài.
Ngoài rượu etylic và CO 2, trong dịch đường còn hình thành hợp chất dễ
bay hơi như rượu bậc cao, aldehyt, este… do đó hàm lượng chất hoà tan giảm
dần trong dịch đường khi lên men.
• Các bước chuyển hoá đường thành rượu etylic
Lên men là quá trình trao đổi chất nhờ tác động của men. Căn cứ vào sự
tham gia của oxy trong quá trình lên men, ta chia thành hai loại lên men: lên
men hiếu khí và lên men yếm khí.
Lên men dịch đường thuộc loại lên men yếm khí.
Qúa trình lên men rượu gồm 4 giai đoạn
Giai đoạn một: Đặc điểm là tạo bọt trắng và mịn xung quanh bề mặt
dịch lên men. Nấm men nảy chồi và phát triển mạnh. Thời gian từ 1- 1,5
ngày.
Giai đoạn hai: Là giai đoạn bọt thấp, rất nhiều bọt đặc, trắng, bồng lên
một lớp bồng bềnh trên mặt dịch. Bọt trắng chuyển sang nâu.
Giai đoạn ba: Là giai đoạn bọt cao, quá trình lên men mạnh nhất, tế bào
nấm men kết lắng xuống đáy.
Giai đoạn bốn: Bọt xẹp xuống, toàn bộ bề mặt dịch phủ một lớp màu
nâu. Tế bào nấm men kết lắng xuống đáy; quá trình lên men chính dần kết
thúc. Sản phẩm thu được là bia non.

• Diễn biến chính trong quá trình lên men
Quá trình lên men bia bao gồm hai giai đoạn là lên men chính và lên men
phụ, cuối cùng là giai đoạn tàng trữ. Trong thời gian lên men chính quá trình
lên men diễn ra như sau: Hai ngày đầu tiên, nấm men nảy chồi phát triển
mạnh dần và sinh khối đạt cực đại ở ngày thứ 2, nhiệt độ tăng nhanh. Hai
ngày kế tiếp, quá trình chuyển từ lên men hiếu khí sang lên men yếm khí. Bọt
bia xuất hiện, nồng độ các chất hòa tan giảm mạnh, nhiệt độ tăng nhanh. Hai
đến ba ngày kế tiếp, quá trình lên men xảy ra mạnh mẽ nhất, độ đường giảm
rất nhanh, khí CO2 thoát ra nhiều nhất. Giai đoạn này Diacetyl sinh ra nhiều


nhất. Sau đó một đến hai ngày cuối cùng, cường độ lên men giảm dần, độ
đường giảm chậm, nấm men bắt đầu lắng xuống.
Bia sau khi lên men chính trong thành phần còn lại một lượng chất hòa tan
không nhiều. Lượng chất này sẽ tiếp tục lên men trong quá trình lên men phụ
ở điều kiện nhiệt độ thấp 2÷5 oC trong khoảng 7÷14 ngày. Lên men phụ có
vai trò rất lớn trong việc hình thành hương vị, bọt, và quyết định độ bền vững
của bia.
Trong quá trình lên men, có thể tạo ra các thành phần có hại. Diacetyl là
một sản phẩm phụ trong quá trình chuyển hóa có tác động không tốt đối với
sức khỏe người sử dụng. Vì vậy việc giảm thiểu Diacetyl là một vấn đề hết
sức quan trọng. Để giảm thiểu lượng Diacetyl người ta sử dụng Maturex trong
quá trình lên men.
Nấm men sẽ chuyển hóa Diacetil thành Acetoin. Tuy nhiên vẫn còn một
lượng Diacetyl chưa được chuyển hóa sẽ gây độc cho bia.
Maturex sẽ khử trực tiếp α acetolactate về Acetoin không qua giai
đoạn tạo Diacetyl.
a. Lên men chính
* Cơ sở khoa học
Khi tiến hành lên men chính, một lượng lớn cơ chất mà chủ yếu là
đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, CO 2
và các sản phẩm phụ.
Ngoài glucid bị tác động mạnh, các thành phần khác của dịch đường
cũng chịu sự thay đổi lớn. Một phần bị nấm men đồng hóa và biến đổi thành
những chất khác, một phần chuyển thành trạng thái không hòa tan và bị tách
ra ngoài dưới dạng kết lắng.
Một phần lớn chất hòa tan sẽ biến đổi thành rượu etylic và khí
cacbonic, song song với quá trình này là quá trình tạo thành các hợp chất dễ
bay hơi như: rượu bậc cao, este, aldehyt…một phần ít hơn do thay đổi điều
kiện và ảnh hưởng của các quá trình khác đã kết lắng và bị loại ra ngoài.
Ngoài các chất trên, quá trình lên men còn tạo ra các loại hợp chất không bay
hơi khác như: acid hữu cơ, glixerin…
* Diễn biến quá trình lên men chính.
Quá trình lên men chia thành 4 giai đoạn:
- Giai đoạn đầu: Kéo dài 1÷2 ngày đêm. Ở giai đoạn này nấm men
bắt đầu tăng sinh khối. Ở giai đoạn này hàm lượng chất tan giảm
khoảng 0,3÷0,5%. Nhiệt độ tăng khoảng 0,5÷1oC.


- Giai đoạn 2: Kéo dài khoảng 2÷3 ngày đêm tiếp theo. Đặc điểm của
giai đoạn này là nấm men phát triển đến mức cực đại. Ở giai đoạn
này hàm lượng chất tan giảm khoảng 2÷2,5%, nhiệt độ tăng khoảng
1,5÷2oC.
- Giai đoạn 3: Là giai đoạn lên men mạnh nhất, kéo dài khoảng 2
ngày đêm tiếp theo. Hàm lượng chất tan giảm khoảng 2,5÷3%, nhiệt
độ có chiếu hướng tăng rất mạnh, do đó phải làm lạnh cục bộ để đưa
về nhiệt độ ban đầu.
- Giai đoạn cuối: 2÷3 ngày cuối cùng. Tốc độ lên men giảm hẳn. Hàm
lượng chất tan giảm 0,8÷1%, nhiệt độ giảm 3÷4 oC. Ở giai đoạn này nấm men
và nhiều cặn khác dần được kết lắng, bia non dần dần trong hơn.
* Các yếu tố ảnh hửơng đến quá trình lên men
Nói đến tiến trình lên men là nói đến tập các chỉ số:
- Nhiệt độ
- Áp suất
- Tốc độ phát triển sinh khối.
- Mật độ tế bào nấm men
- Tỷ lệ chết, chồi
- Tốc độ phát triển sinh khối.
- Tốc độ hấp thu cơ chất.( độ giảm cơ chất hằng ngày ).
- Mức độ hấp thu cơ chất.(mức độ lên men ).
- Nồng độ các sản phẩm chính và các sản phẩm bậc 2 tạo thành trong
quá trình lên men.
Các chỉ số trên đây, trong quá trình lên men chịu ảnh hưởng của rất
nhiều yếu tố, quan trọng nhất là:
Chất lượng nấm men sản phẩm: Bao gồm nấm men mới và nấm men
thu hồi. Khi đánh giá chất lượng một chủng nấm men sản xuất, cần xem xét
các chỉ số sau: tốc độ và mức độ lên men, hàm lượng và sản phẩm bậc 2 tạo
thành, tốc độ và khả năng kết lắng, mức độ suy giảm các đặc tính kĩ thuật
(mức độ thoái hóa - khoảng 10%), khả năng chống chịu. nấm men thu hồi có
số lần tái sử dụng là 6÷8 lần.
Lượng nấm men cấp ban đầu: Lượng nấm men cấp ban đầu có liên
quan mật thiết đến quá trình lên men qua các chỉ số sau đây: Thời gian để
thiết lập thế cân bằng động giữa nấm men và cơ chất, lượng tế bào nảy chồi,
lượng chất hòa tan tiêu phí cho việc xây dựng tế bào mới với cường độ trao
đổi chất trong tế bào nấm men. Ngoài ra còn có các yếu tố như thời gian lên
men, hàm lượng các sản phẩm bậc hai tạo thành và tỷ số tương quan giữa
chúng.


Nồng độ chất hòa tan của dịch đường houblon hóa: Nồng độ tốt nhất là
11÷12%.
Nhiệt độ của dịch lên men: từ 6÷8oC. Tuy nhiên mỗi loại nấm men có
một nhiệt độ thích nghi riêng thích hợp cho sự phát triển và lên men.
Áp suất bề mặt: Áp suất bề mặt lên men có ảnh hưởng trực tiếp đến tiến
trình lên men. Nó xác định mức bão hòa CO2 trong bia, thông thường nó
không quá 1kg/cm3. Áp suất lên men cũng có ảnh hưởng đến sinh khối tạo
thành, trạng thái sinh lí của nấm men. Cuối quá trình lên men áp suất tăng
không gây ảnh hưởng đến quá trình lên men mà còn hạn chế được quá trình
oxy hóa, làm tăng độ bền của bia. Quá trình lên men chìm là quá trình lên
men không có áp suất.
Hàm lượng oxy và thế oxy hóa khử: Oxy hòa tan trong dich lên men là
oxy đã được tiệt trùng. Hàm lượng oxy hòa tan trong dung dịch đường
houblon hóa cũng là yếu tố tác động mạnh đến tốc độ suy giảm các đặc tính
công nghiệp của nấm men. Hàm lượng oxy hòa tan trong dịch đường ở vào
khoảng 6÷8mg/l.
Nồng độ của sản phẩm lên men: Sản phẩm chính của quá trình lên men
là rượu etylic và khí cacbonic. Khi tích tụ đến hàm lượng nhất định, các hợp
chất này sẽ ức chế hoạt động của nấm men. Nếu nồng độ <2%, các hoạt động
của quá trình lên men vẫn diễn ra bình thường, nếu nồng độ đạt 2÷5%, các
hoạt động của nấm men bắt đầu giảm, và khi nồng độ đạt đến > 5% thì các
hoạt động của nấm men hoàn toàn chấm dứt.
8. Lọc bia, thành phẩm
Sau khi lên men thì bia đem đi lọc bằng thiết bị lọc ống, lọc đĩa và lọc
tinh. Rồi được đem pha trộn theo yêu cầu của bia thành phẩm và đưa vào tank
ổn định bia trong thời gian là 2÷3h. Sau đó bia được bơm sang hệ thống chiết
rót vào thùng và dập nắp thùng.Thùng đưa vào hệ thống thanh trùng, sau đó
đem đi tiêu thụ.

CHƯƠNG 3. CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ VÀ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG
I. Các thiết bị phụ trợ


1.Máy nén khí
Máy nén khí dùng để cung cấp lượng không khí từ bên ngoài vào
trong trong quá trình nuoi men.Sau đó qua hệ thống sử lý khí để loại bỏ bụi
bẩn và vi khuẩn gây hại cho quá trình.
2. Hệ thống sử lý nước
Là một trong những nguyên liệu chính chiếm 80-90% trọng lượng bia
thành phẩm.Thành phần hóa học của nước ảnh hưởng đến hương vị và chất
lượng của bia thành phẩm. Nước sử dụng trong quá trình nấu bia được sử lý
bằng hệ thống lọc nhằm bảo đảm đáp ứng yêu cầu để tạo ra sản phẩm tốt nhất
cho người tiêu dùng.
3. Nồi hơi
Nồi hơi sử dụng với chức năng cung cấp nhiệt bằng hơi nước ở nhiệt độ
cao.Sử dụng nhiên liệu đốt là than và vận hành bằng điều khiển điện tử.
4. Lọc dịch đường
• Cấu tạo
Tại nhà máy sử dụng thùng lọc đáy bằng. Tổng thể tích 48m 3 cấu tạo như
sau :
Nồi lọc được chế tạo bằng thép không gỉ có dạng hình trụ, đáy phẳng
Có 2 đáy : Đáy thật và đáy giả
Hệ thống cánh khuấy, gạt bã
Gồm nhiều dao cào bã, có loại hình ziczac, có loại nhiều răng
Ngoài ra còn có : Ống và nón thoát hơi, đèn chiếu sáng, cửa vệ sinh có công
tắc báo đóng mở, thùng chứa bã trung gian…
• Mục đích
Lọc : Nhằm mục đích tách dịch đường ra khỏi bã để thu được đường cốt
Rữa bả : Sau quá trình lọc bã, trong bã còn chứa một lượng chất hòa tan đặc
biệt là đường, vì vậy phải tiến hành rữa bã để trích ly triệt để lượng đường
còn sót lại.
• Nguyên tắc hoạt động
Dịch lọc chuyển vào nồi lọc càng nhanh càng tốt và phân bố đều. Sự
phân bố không đồng đều dịch chiết sẽ cho lượng chiết không đều và ảnh
hưởng đến năng suất. Trong quá trình bơm vận tốc cần duy trì càng chậm
càng tốt để tránh hiện tượng trộn dịch không đều. Dịch được bơm từ dưới lên.
Máy đảo trộn cũng đồng thời hoạt động để dịch được trộn đều, và thu được
dịch đường đầu tiên. Dịch đường đầu tiên được tháo ra cho đến khi nhìn thấy
bã malt, sau đó nước sẽ được phun lên trên và sau đó nước từ từ ngấm xuống.
• Sự cố thường gặp và cách khắc phục
Sự cố
Protein bị biến tính

Nguyên nhân
Nhiệt độ lọc tăng cao

Cách khắc phục
Điều chỉnh nhiệt độ


chính xác
Lọc bị tắc, quá trình lọc Quá trình nghiền malt Kiểm tra lại khâu
chậm
không đạt, vỏ trấu mịn nghiền malt
quá
Tạo lại màng lọc
Bã lọc ép quá chặt
Độ nhớt của dịch lọc Nhiệt độ lọc thấp hơn Điều chình nhiệt độ
cao
yêu cầu
Nước lọc bị đục
Tốc độ cánh khuấy Kiểm tra cánh
không ổn định, hạ cánh khuấy, điều chỉnh
khuấy không đúng mức đúng mức
chạm phải đáy giả
Hàm lượng chất khô cao Quá trình đường hoá Chú ý công đoạn
quá hoặc thấp quá
không đạt, có sự thay đường hoá
đổi về màu sắc, hàm
lượng chất khô
5. Nồi đun sôi
• Mục đích
Hòa tan các thành phần của hoa houblon vào dịch đường (bao gồm chất đắng,
chất chát, tinh dầu, các polyphenol, các protein…), ổn định thành phần dịch
đường và tạo cho bia có mùi thơm, vị đắng của hoa, đồng thời gia tăng cường
độ màu, điều chỉnh nồng độ chất hòa tan của dịch đường, tạo chất khử, hạ độ
nhớt của dịch đường, tăng khả năng tạo bọt cho bia thành phẩm.
• Cấu tạo
Nồi đun sôi được chế tạo bằng thép không rỉ, thân hình trụ đáy côn, nắp hình
nón có ống thoát hơi, tổng thể tích 45m3, bên trong có thiết bị trao đổi nhiệt
ống về lồng ống.
Nồi đun sôi còn có hệ thống đèn chiếu sáng, cửa vệ sinh có công tắc báo đóng
mở, quả cầu vệ sinh.
Hai thùng Houblon : Có cấu tạo tương tự nhau, thùng trụ nhỏ đáy côn. Bên
trong thùng chứa cao hoa, có ống chống houblon cao; bên trong thùng chứa
hoa Viên có tấm lưới để đổ hoa viên. Lưu ý khi cấp, dịch nóng được bơm sục
lên và theo đường ống khác hồi về nồi. Mỗi thùng có quả cầu CIP để vệ sinh
thùng.
• Quá trình nấu
Dịch cốt và dịch rửa bã được bơm vào nồi đun sôi từ nồi lọc hoặc nồi
trung gian. Khi lượng dịch đạt yêu cầu thì nồi đun sôi bắt đầu mở hơi gia
nhiệt. Khi quá trình rửa bã gần kết thúc cho cao hoa houblon và caramen vào
thùng houblon 1. Quá trình rửa bã kết thúc và nồi đun sôi gia nhiệt đến
99,5oC cho lấy mẫu trước sôi đo độ đường hòa tan, màu, pH… để điều chỉnh
thời gian đun sôi. Nồi đun sôi tiếp tục gia nhiệt trong quá trình lấy houblon 1
(6 phút).


Tiếp tục đun sôi thêm 45 phút (có thể điều chỉnh theo độ hòa tan mẫu
trước sôi khi độ hòa tan cao giảm thời gian đun sôi, độ hòa tan thấp tăng thời
gian đun sôi, tuy nhiên tổng thời gian đun sôi chỉ được trong khoảng 60÷80
phút). Mục đích của quá trình houblon hóa lần 1 là tạo màu, vị đắng cho bia,
tăng khả năng kết tủa protein. Sau khi đun sôi được 50 phút lấy mẫu đo độ
đường hòa tan, độ màu để điều chỉnh thời gian đun sôi và tiếp tục lấy houblon
2 (houblon 2 gồm : hoa viên, acid lactic và ZnCl 2), thời gian lấy houblon 2
khoảng 5 phút. Đun sôi thêm 15 phút cho kết thúc quá trình đun sôi, lấy mẫu
sau sôi và bơm qua thùng lắng xoáy.
Mục đích chính của quá trình cấp houblon 2 lần là : Trích ly dầu trong
hoa houblon viên vì trong quá trình đun sôi phần lớn (77÷88%) tinh dầu sẽ bị
khuếch tán trong hơi nước và bay ra ngoài, phần còn lại có nhiệt độ bay hơi
cao hơn sẽ tồn tại trong dịch đường và sau đó tiếp tục mất đi trong quá trình
lên men (có thể đến 90÷96%), tồn tại một lượng nhỏ ở dạng khá bền và làm
cho bia co mùi thơm đặc trưng.
6. Lắng trong và làm lạnh
• Mục đích
Làm trong dịch đường và đưa nhiệt độ dịch đường về nhiệt độ thích hợp cho
quá trình lên men bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật, tránh vi sinh vật trong môi
trường nhiễm vào dịch lên men và tạo điều kiện thuận lợi cho oxy xâm nhập
vào dịch đường để nấm men phát triển tăng sinh khối để thực hiện quá trình
lên men sau này.
• Tiến hành
Thông thường phương pháp tách cặn và làm lạnh được tiến hành theo 2 bước
- Bước đầu : Dịch đường được bơm vào thùng và được để lắng trong
30 phút nhằm tách cặn bã. Trong thời gian này nhiệt độ giảm dần từ
100÷96oC.
- Sau đó bắt đầu bơm dịch qua hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ của
dịch xuống nhiệt độ lên men (6÷8oC). Ban đầu dịch được bơm từ
thùng lắng qua dàn làm nguội từ 85÷ 90 oC xuống 14÷ 15oC. Chất tải
lạnh trong dàn làm nguội là 2oC, nước lạnh sẽ thu nhiệt của dịch
đường để hạ nhiệt độ dịch đường xuống nhiệt độ yêu cầu. Nước
nhận nhiệt của dịch đường sẽ đi ra ngoài với nhiệt độ 78÷ 80oC.
Sau khi qua dàn làm nguội dịch tiếp tục đưa qua dàn làm lạnh, nguyên tắc
hoạt động dàn làm lạnh và làm nguội đều giống nhau. Ở đây dịch sẽ được hạ
nhiệt độ từ 14÷ 15oC xuống 6÷8oC phù hợp với nhiệt độ lên men, sử dụng
chất tải lạnh là glycol (-3÷ -5oC).
Giai đoạn này tiến hành lấy mẫu để đo pH, nồng độ đường, độ màu. Các
thông số này được lấy ở nhiệt độ 20oC.
- Khi hạ nhiệt độ xuống 60oC thì cặn sẽ được kết lắng nhanh gọi là
kết tủa nóng (cặn thô). Cặn tiếp tục lắng khi hạ nhiệt độ xuống nhiệt
độ lên men được. Dịch đường được đưa qua thùng lắng xoáy với
vận tốc xoáy lớn và liên tục. Các hạt lơ lững chịu tác dụng của lực


ly tâm, lực ma sát giữa chất lỏng với đáy và thành nồi bị lắng tụ vào
tâm đáy thùng. Dịch đường sau khi đun sôi đạt 13oP.
• Các sự cố thường gặp và cách khắc phục
Sự cố
Tốc độ động cơ không đủ mạnh tạo
vòng quay trong thùng
Vận hành không tốt, tổn thất dịch lớn
Quá trình đun sôi không tốt, ảnh
hưởng đến quá trình lắng

Cách khắc phục
Điều chỉnh tốc độ bơm
Vận hành thiết bị đúng kỹ thuật
Theo dõi, kiểm tra quá trình đun sôi
tốt, tạo kết tủa tốt

7. Bổ sung Oxy
Quá trình lên men cần lượng sinh khối nấm men lớn. Vì vậy cần tạo
điều kiện để nấm men tăng trưởng về số lượng trong giai đoạn đầu quá trình
lên men.
Bổ sung oxy sẽ kích hoạt nấm men tăng trưởng, giúp lên men nhanh và
sâu, bia bền, vị ngon.
Thiếu oxy sẽ dẫn đến lên men chậm và không triệt để
Hệ thống nạp không khí gồm : Lọc bụi, lọc tinh, khử trùng và phân tán
không khí vào dịch lên men.
Oxy được bổ sung trước khi chuyển dịch sang để lên men. Đảm bảo
hàm lượng oxy từ 6÷8mg/l.
8. Đóng keg và xuất xưởng
Giai đoạn này sẽ diễn ra trong bồn ủ bia nhằm lắng chất cặn và men
còn dư xuống đáy bồn.Lúc này bia chứa đầy khí CO2.Giai đoạn này được
thực hiện ở môi trường nhiệt độ từ 0 -2 0C thường kéo dài 2-4 tuần.Lúc này
bia chín và vị ngọt cao nhất .Bia thành phẩm kéo dài tối thiểu khoảng 30
ngày.Đối với các nhà hàng mua bia về uống ,xưởng sẽ bơm bia trực tiếp từ
bồn ủ vào trong keg bia để bán.
II. CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
1. Mục đích
- Làm cho bia có độ sáng, độ trong theo đúng yêu cầu chất lượng
- Làm ổn định và gia tăng độ bền sinh học, hóa học của bia
- Loại các chất gây đục và vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản của bia.
Màu sắc:
Có độ sáng trong.
Mùi vị:
Thường có vị ngọt và hương vị đặc trưng của malt.


CHƯƠNG 4. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG XƯỞNG
I.
-

Phòng chaý chữa cháy
Không được sử dụng lửa,đun nấu,hút thuốc trong xưởng và nơi cấm
lửa.
Không được câu,mắc,sử dụng điện tùy tiện,hết giờ tắt điện và các
thiết bị khác về khi ra.
Sắp xếp hàng hóa trong kho gọn gàng.
Chấp hành đúng nội quy của xưởng.

KẾT LUẬN
Quy trình công nghệ sản xuất bia Công Ty Cổ Phần Bia Sài Gòn - Miền
Trung chi nhánh Đaklak là công nghệ đạt tiêu chuẩn Việt Nam được đầu tư
chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ công nghệ tiên tiến vào sản xuất.
Trụ sở chính đựơc đặt tại TP.HCM và hiện trên cả nước có 22 chi nhánh và
chi nhánh ĐakLak là 1 trong 10 nhà máy sản xuất bia lớn nhất Việt Nam, hiện
tại công ty vẫn đang tiếp tục phát triển thêm nhiều chi nhánh trên khắp các
tỉnh thành.
Sản phẩm của làm ra công ty phù hợp với điều kiện kinh tế của người
dân trên địa bàn tỉnh ĐakLak nói riêng và trong cả nước nói chung. Mỗi năm
công ty sản xuất 100 triệu lít bia đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người dân, góp
phần tăng nguồn thu ngân sách và giải quyết việc làm cho lao động ở địa
phương.


Công trình xử lí nước thải của công ty đã được đã và đang hoàn thiện
nhằm xử lý hiệu quả hơn, bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn nước mặt và nước
ngầm, đảm bảo môi trường trong sạch. Từ thực tế về công nghệ và quy trình
xử lý, chất lượng nước thải sau khi xử lý tại Công Ty Cổ Phần Bia Sài Gòn Miền Trung chi nhánh Đaklak đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường, xả thải
vào nguồn tiếp nhận không gây ảnh hưởng đến các đối tượng xung quanh.
.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hoàng Đình Hòa, công nghệ sản xuất malt và bia.
[2]. Nguyễn Thị Hiền, Lê Thanh Mai, Lê Thị Lan Chi, Nguyễn Tiến
Thành, Lê Viết Thắng (2007), Khoa học- Công nghệ malt và bia, Nhà xuất
bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[3]. Phan Bích Ngọc (1991). Công nghệ lên men, NXB Đà Nẵng
[4].. Tài liệu tập huấn của nhà máy bia sài gòn – Đăklăk
[5]. http://luanvan.biz/tai-liu-cho-hs-sv/-an/5481-o-an-quy-trinh-va-congnghe-san-xuat-bia.html
[6]. http://saigondongxuan.com.vn/Default.asp?strContent=6



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×